Çin’de Xiamen Üniversitesi ve Çin Atom Enerjisi Enstitüsü’nden bir ekip, 50 yıl boyunca güvenilir şekilde çalışabilen ve enerji verimliliğini üç kat artıran bir nükleer pil tasarladı. Ekip, özellikle uzay görevleri ve derin deniz altyapıları gibi bakım gerektirmeyen, uzun süreli enerji ihtiyacına sahip alanlar için çözüm arayışındaydı.
YENİ NESİL TEKNOLOJİ
Araştırmacılar, dalga kılavuzu ışık konsantrasyonu (WLC) yapısı üzerine inşa edilen stronsiyum-90 tabanlı radyo-fotovoltaik hücreler (RPVC) geliştirdi. Yenilikçi tasarımda, enerji dönüşümü için seryum katkılı gadolinyum alüminyum galyum garnet (GAGG:Ce) sintilasyon dalga kılavuzları ve stronsiyum-90 radyoizotopları bir araya getirildi. GAGG:Ce’nin, 520 nm emisyon tepe noktası ile piyasadaki en parlak sintilatörlerden biri olduğu vurgulanıyor.
ÜÇ KAT VERİMLİ
Geliştirilen RPVC ünitesi, geleneksel modellere göre üç kat fazla enerji dönüşüm verimliliği (yüzde 2.96) sağladı. Tek bir üniteden 48.9 mikrowatt çıkış elde edilirken, çok modüllü tasarımla bu rakam 3.17 miliwatt’a ulaştı. Prototip ayrıca 2.23 miliamper kısa devre akımı ve 2.14 volt açık devre voltajı üretebiliyor.
YARIM YÜZYIL DAYANIKLI
En dikkat çekici başarı ise, RPVC’lerin 50 yıllık radyasyona eşdeğer bir testte sadece yüzde 13.8’lik performans kaybı göstermesi oldu. Böylece hem uzun vadeli kararlılık hem de yüksek güç çıkışı sağlandı. Bilim insanları, sistemin hareketli parça veya harici enerji girişi gerektirmediğine dikkat çekiyor.
BÜYÜK ÜRETİM İÇİN ENGELLER
Araştırma ekibi, RPVC’lerin seri üretimi için stronsiyum-90 radyoizotoplarının üretiminde ve maliyet düşürmede hâlâ bazı zorluklar olduğunu belirtiyor. Ancak mevcut sonuçların, nükleer pil teknolojilerinin yaygınlaşması için önemli bir adım olduğu vurgulanıyor.
